Java接地氣日常編碼技巧

Effective Java。Java名著，必讀。如果能嚴格遵從本文的原則，以編寫API的質(zhì)量來苛求自己的代碼，會大大提升編碼素質(zhì)。

以下內(nèi)容只記錄了我自己整理的東西，還是建議讀原文。為了聚焦知識點，一些說明故意忽略掉了。相當于是一篇摘要。

1、考慮用靜態(tài)工廠方法替代構(gòu)造函數(shù)

例子：

Integer.valueOf(“1”)、Boolean.valueOf(“true”)等。

優(yōu)勢：

• 可讀性高（方法名）
• 性能（不一定創(chuàng)建對象）
• 靈活性高

下面針對三個優(yōu)勢進行一些解讀。

可讀性高

new Point(x,y)和Point.at(x,y)、Point.origin()。構(gòu)造函數(shù)只能看出兩個參數(shù)，不知其意，后者更易理解。

性能

在某些情況下，可以事先進行實例化一些對象，調(diào)用時直接調(diào)用即可，不需要進行改變。比如，Boolean。

public?final?class?Boolean?implements?Serializable,?Comparable?{
????//?預(yù)先設(shè)置兩個對象
????public?static?final?Boolean?TRUE?=?new?Boolean(true);
????public?static?final?Boolean?FALSE?=?new?Boolean(false);

????public?Boolean(boolean?var1)?{
????????this.value?=?var1;
????}

????public?Boolean(String?var1)?{
????????this(parseBoolean(var1));
????}

????//?工廠方法
????public?static?Boolean?valueOf(boolean?var0)?{
????????return?var0?TRUE:FALSE;????//?返回預(yù)先設(shè)置的對象，而不是創(chuàng)建對象
????}
????//?工廠方法
????public?static?Boolean?valueOf(String?var0)?{
????????return?parseBoolean(var0)?TRUE:FALSE;
????}
????//?...?other?code
}

靈活性高

可根據(jù)具體情況，返回子類。相當于更強大的工廠。直接從父類獲取到子類。尤其適用于工具類（提供各種API）。例子：Collections。

public?class?Collections?{
????//?私有，典型工廠
????private?Collections()?{
????}

????public?static?final?List?EMPTY_LIST?=?new?EmptyList<>();
????//?工廠方法
????public?static?final??List?emptyList()?{
????????return?(List)?EMPTY_LIST;
????}
????private?static?class?EmptyList?extends?AbstractList?implements?RandomAccess,?Serializable?{
????//?code
????}

????//?工廠方法
????public?static??List?checkedList(List?list,?Class?type)?{
????//?根據(jù)具體情況，獲取相應(yīng)子類
????????return?(list?instanceof?RandomAccess??
????????????????new?CheckedRandomAccessList<>(list,?type)?:
????????????????new?CheckedList<>(list,?type));
????}

????//?子類1
????static?class?CheckedRandomAccessList?extends?CheckedList?implements?RandomAccess?{
????????CheckedRandomAccessList(List?list,?Class?type)?{
????????????super(list,?type);
????????}

????????public?List?subList(int?fromIndex,?int?toIndex)?{
????????????return?new?CheckedRandomAccessList<>(
????????????????????list.subList(fromIndex,?toIndex),?type);
????????}
????}

????//?子類2
????static?class?CheckedList?extends?CheckedCollection?implements?List?{
????//?code
????}
}

2、多個構(gòu)造函數(shù)時，考慮使用構(gòu)造器

尤其在進行Android開發(fā)時，會碰到這種情況。通常是一個對象，具有多個成員變量可能需要初始化，常規(guī)方法，需要提供大量構(gòu)造函數(shù)。例如：

//?非Android中的AlertDialog，便于說明問題，舉個例子
public?class?AlertDialog?{
????private?int?width;
????private?int?height;
????private?String?title;
????private?String?confirmText;
????private?String?denyText;

????private?AlertDialog(){}
????public?AlertDialog(int?width,?int?height){????//?空白的警告框
?????????AlertDialog(width,height,null);
????}

????//?帶標題的警告框
????public?AlertDialog(int?width,?int?height,?String?title){????//?帶標題的警告框
????????AlertDialog(width,?height,?title,?"確定");
????}

????//?帶標題的警告框，有確定按鈕
????public?AlertDialog(int?width,?int?height,?String?title,?String?confirm){???
????????AlertDialog(width,?height,?title,?confirm,?null);
????}

????//?帶標題的警告框，有確定按鈕，取消按鈕
????public?AlertDialog(int?width,?int?height,?String?title,?String?confirm,?String?denyText){
????????//?set?every?thing.
????}
}

有多種樣式的警告框，為了調(diào)用方便，必須提供多個構(gòu)造函數(shù)。否則用戶在調(diào)用時，只能使用完整構(gòu)造函數(shù)，容易犯錯且無法進行閱讀。極不靈活。如果采用另外一種方式，則可以解決，但會花費很多經(jīng)歷處理并發(fā)的情況:

//?非Android中的AlertDialog，便于說明問題，舉個例子
public?class?AlertDialog?{
????private?int?width;
????private?int?height;
????private?String?title;
????private?String?confirmText;
????private?String?denyText;

????public?AlertDialog(){}//?空白的構(gòu)造函數(shù)
???
????public?void?setWidth(int?width){
????????this.width?=?width;
????}
????//?其他set方法
}

調(diào)用時，通過調(diào)用各個參數(shù)的set方法進行設(shè)置。問題來了：

1. 并發(fā)
2. 無法進行參數(shù)校驗。例如，只創(chuàng)建了對象，設(shè)置了標題，卻沒有尺寸，相當于創(chuàng)建了一個沒有尺寸的警告框。

在Android中，大量的控件都使用了構(gòu)造器Builder。

//?非Android中的AlertDialog，便于說明問題，舉個例子
public?class?AlertDialog?{
????private?int?width;
????private?int?height;
????private?String?title;
????private?String?confirmText;
????private?String?denyText;

????//?private
????private?AlertDialog(){}

????//?Builder中使用
????protected?AlertDialog(Builder?b){
????????width?=?b.width;
????????height?=?b.height;
????????//?.....
????????if(width==0||height==0)?throws?new?Exception("size?must?be?set");
????}

????//?構(gòu)造器
????public?static?class?Builder?{
????????private?int?width;
????????private?int?height;
????????private?String?title;
????????private?String?confirmText;
????????private?String?denyText;

????????//?注意：返回的Builder。
????????public?Builder?setTitle(String?title)?{
????????????this.title?=?title;
????????????return?this;
????????}
????????//?其他set...
????????
????????public?AlertDialog?build(){
????????????return?AlertDialog(this);
????????}
????}
}

于是，可以根據(jù)相應(yīng)需求，進行相應(yīng)設(shè)置，并在AlertDialog真正構(gòu)造時，進行參數(shù)校驗。就像這樣：

new?AlertDialog.Builder().setTitle("提示").build();

上述例子，會成功拋出異常。

3、用私有化構(gòu)造器或者枚舉型強化Singleton。

Singleton指最多會被實例化一次的類。通常情況下，以前的做法是沒有問題的。但是在某些高級情況，通過使用反射的相關(guān)知識訪問private的構(gòu)造函數(shù)，破壞Singleton。

public?class?Elvis{
????//?注意，公有final對象
????public?static?final?Elvis?INSTANCE?=?new?Elvis();
????private?Elvis(){}
}

另一種情況，在序列化的過程中，反序列化得到的對象已經(jīng)不再是以前的對象（破壞了Singleton），這種情況下，可以通過單元素枚舉型處理。

public?enum?Elvis{
????INSTANCE;
????//?some?methods
}

4、通過私有化構(gòu)造器強化不可實例化的能力

有一些工具類，僅僅是提供一些能力，自己本身不具備任何屬性，所以，不適合提供構(gòu)造函數(shù)。然而，缺失構(gòu)造函數(shù)編譯器會自動添加上一個無參的構(gòu)造器。所以，需要提供一個私有化的構(gòu)造函數(shù)。為了防止在類內(nèi)部誤用，再加上一個保護措施和注釋。

public?class?Util{
????private?Util(){
????????//?拋出異常，防止內(nèi)部誤調(diào)用
????????throw?new?AssertionError();
????}
}

弊端是無法對該類進行繼承（子類會調(diào)用super()）。

5、避免創(chuàng)建不必要的對象

• 對象的重用
• 昂貴的對象，使用對象池
• 廉價的對象，慎用對象池?，F(xiàn)代JVM對廉價對象的創(chuàng)建和銷毀非?？?，此時不適于使用對象池。

6、消除過期的對象引用

以下三種情況可能會造成內(nèi)存泄露：

• 自己管理的內(nèi)存（數(shù)組長度減小后，pop出的對象容易導(dǎo)致內(nèi)存泄漏）
• 緩存
• 監(jiān)聽和回調(diào)

自己管理的內(nèi)存

對于自己管理的內(nèi)存要小心，比如：

public?class?Stack{
????private?Object[]?elements;
????private?int?size?=?0;
????private?static?final?int?DEFAULT_INITIAL_CAPACITY?=?16;
????
????public?Stack(){
?????????elements?=?new?Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
????}

????public?void?push(Object?e){
????????ensureCapacity();
????????elements[size++]=e;????//?allocate新的堆內(nèi)存和棧內(nèi)存
????}

????public?Object?pop(){
????????if(size==0)?throw?new?EmptyStackException();
????????return?element[--size];????// pop出element[size]，該對象不再有效。內(nèi)存泄漏原因。
????}
????
????private?void?ensureCapacity(){
????????if(elements.length==size)
????????????elements?=?Arrays.copyOf(elements,?2*size+1);
????}
}

彈出的對象不再有效，但JVM不知道，所以會一直保持該對象，造成內(nèi)存泄露。

解決：

????public?Object?pop(){
????????if(size==0)?throw?new?EmptyStackException();
????????elements[size]?=?null;????????//?等待回收
????????return?element[--size];
????}

緩存

緩存的對象容易被程序員遺忘，需要設(shè)置機制來維護緩存，例如不定期回收不再使用的緩存（使用定時器）。某些情況下，使用WeakHashMap可以達到緩存回收的功效。注，只有緩存依賴于外部環(huán)境，而不是依賴于值時，WeakHashMap才有效。

監(jiān)聽或回調(diào)

使用監(jiān)聽和回調(diào)要記住取消注冊。確保回收的最好的實現(xiàn)是使用弱引用（weak reference），例如，只將他們保存成WeakHashMap的鍵。

7、避免顯示調(diào)用GC

Java的GC有強大的回收機制，可以簡單的記住：不要顯示調(diào)用finalizer?？梢赃@樣理解：

jvm是針對具體的硬件設(shè)計的，然而程序卻不是針對具體硬件設(shè)計的，所以，java代碼無法很好的解決gc問題（因為他具有平臺差異化）。另外，finalizer的性能開銷也非常大，從這個角度上考慮也不應(yīng)該使用它。

8、覆蓋equals方法請遵守通用約定

• 自反性。x.equals(x) == true
• 對稱性。當前僅當y.equals(x)==true時，x.equals(y)==true
• 傳遞性。if(x.equals(y)&&y.equals(z))，y.equals(z)==true
• 一致性。
• 非空性。x.equals(null)==false

9、覆蓋equals方法時總要覆蓋hashCode

為了保證基于散列的集合使用該類（HashMap、HashSet、HashTable），同時，也是Object.hashCode的通用約定，覆蓋equals方法時，必須覆蓋hashCode。

10、始終覆蓋toString

Object的toString方法的通用約定是該對象的描述。注意覆蓋時，如果有格式，請備注或者嚴格按照格式返回。

11、謹慎覆蓋clone

12、考慮實現(xiàn)Comparable接口

13、使類和成員的可訪問性最小化

目的是解耦。簡單來講，使用修飾符的優(yōu)先級從大到小，private>protected>default(缺省)>public。如果在設(shè)計之初，設(shè)計為private修飾符后，在之后的編碼過程如果不得不擴大其作用于，應(yīng)該先檢查是否設(shè)計的確如此。

子類覆蓋超類，不允許訪問級別低于超類的訪問級別。（超類的protected，子類覆蓋后不能改為default）。

成員變量決不允許是公有的。一旦設(shè)置為公有，則放棄了對他處理的能力。這種類并不是線程安全的。即使是final的，也不允許。除非希望通過public static final來暴露常量。成員變量總是需要使用setter和getter來維護。有一個例外：長度非零的數(shù)組。這是安全漏洞的一個根源。

//?安全漏洞！此處的數(shù)組，并不是不可變的
public?static?final?Thing[]?VALUES?=?{...}

改進：

private?static?final?Thing[]?PRIVATE_VALUES?=?{...}
//?此時獲取到的才是“常量”
public?static?final?List?VALUS?=?
????Collections.unmodifiableList(Arrays.asList(PRIVATE_VALUES))

另一種：

private?static?final?Thing[]?PRIVATE_VALUES?=?{...}
//?此時獲取到的才是“常量”
public?static?final?Thing[]?values(){
????return?PRIVATE_VALUES.clone();
}

14、在公有類中使用訪問方法而非公有成員變量（類似13）

15、使可變性最小化

16、復(fù)合優(yōu)先于繼承

繼承有利于代碼復(fù)用，但是盡可能不要進行跨包的繼承。包內(nèi)的繼承是優(yōu)秀的設(shè)計方式，一個包里的文件處在同一個程序員的控制之下。但是繼承有其局限性：子類依賴于超類。超類一旦發(fā)生更改，將可能破壞子類。并且，如果超類是有缺陷的，子類也會得“遺傳病”。

復(fù)合，即不擴展已有的類，而是在的類中新增一個現(xiàn)有類的。相當于現(xiàn)有類作為一個組建存在于新類中。如此，將只會用到需要用到的東西，而不表現(xiàn)現(xiàn)有類所有的方法和成員變量。新類也可以稱為“包裝類”，也就是設(shè)計模式中的Decorate模式。

17、要么就為繼承而設(shè)計，并提供文檔說明，要么就禁止繼承

18、接口優(yōu)于抽象類

19、接口只用于定義類型

20、類層次優(yōu)先于標簽類

21、用函數(shù)對象表示策略

函數(shù)參數(shù)可以傳入類似listener的對象，目的是使用listener中的方法。如果使用匿名的參數(shù)，每一次調(diào)用會創(chuàng)建新的對象?？梢詫istener聲明為成員變量，每次都復(fù)用同一個對象，并且可以使用靜態(tài)域（static變量）。比如String類的CASE_INSENSITIVE_ORDER域。

22、優(yōu)先考慮靜態(tài)類成員

嵌套類的目的應(yīng)該只是為了他的外圍類提供服務(wù)，如果以后還可能用于其他環(huán)境中，則應(yīng)該設(shè)計為頂層類。靜態(tài)類相當于一個普通的外部類，只是恰好聲明在了一個類內(nèi)部。通常的用戶是：Calculator.Operation.PLUS等。和普通類的區(qū)別只是，在PLUS前，有了2個前綴，來表明其含義。而非靜態(tài)類必須存在于外部類對象中。不要手動在外部創(chuàng)建一個內(nèi)部非靜態(tài)類對象，創(chuàng)建的過程是：instance.New MemberClass()。這非常奇怪。

如果成員類不需要訪問外圍類，則需要添加static，是他成為靜態(tài)成員類，否則每個實例都將包含一個額外指向外圍對象的引用。將會影響垃圾回收機制。

23、應(yīng)指定泛型的具體類型，而不是直接使用原生類型。

例如，應(yīng)該指定List，而不建議直接使用List。

24、消除非首檢警告

在使用IDE進行編碼時，強大的IDE都會在你編碼過程中提示warning，需要盡可能的消除warning，至少，應(yīng)該小心這些warning。慎用SuppresWarning，如果IDE提示你可以通過添加該注解解決掉warning，請不要那么做。如果實在要使用，請?zhí)砑幼⑨屨f明原因。

25、列表優(yōu)先于數(shù)組

類比泛型，數(shù)組是有一定缺陷的。List和List是沒有關(guān)系的，而Sub[]是Super[]的子類。

//?Fails?at?runtime
Object[]?objectArray?=?new?Long[1];
objectArray[0]?=?"I?don't?fit?in";???????//?throw?exception

//?won't?compile
List